[实用新型]一种防腐抗垢的高效烟气余热回收装置

说明书

技术领域

本实用新型是属于能源利用装置领域，特别涉及一种防腐抗垢的高效烟气余热回收装置。具体说，利用特种复合材料进行回收各种锅炉烟气余热的高效换热装置，可以防止烟气的低温酸露腐蚀，并可以减少或者清除换热器表面的积灰结垢。 

背景技术

锅炉烟气中含有一定量的二氧化硫和三氧化硫，它们与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，其冷凝温度称为烟气的酸露点。当锅炉尾部受热面温度低于烟气酸露点时，表面就会形成硫酸溶液。 

金属换热器用于烟气余热回收时，为防止酸露腐蚀，排烟温度设计在120～140℃，考虑到运行中受热面污染造成的传热系数降低，实际排烟温度多在140～180℃，排烟热损失导致大量能源浪费。另一方面，排烟温度高会引起烟气脱硫的水耗增加，这是因为湿法脱硫要求烟气进入脱硫塔的温度为80℃，采用喷水对高温烟气减温需要消耗大量的冷却水。 

如采用耐腐蚀的换热设备回收烟气余热，则可以克服腐蚀的限制，将烟气排烟温度至少从120℃降低到80℃。根据已有的研究结果，大型锅炉排烟温度每降低16～20℃，锅炉热效率提高1％。因此，运用耐腐蚀热回收装备降低40℃排烟温度，锅炉效率可提高2～3％，显著提高能量综合利用效率。同时，可以节省喷水降温所需的冷却水量，达到节能节水的双重功效。 

现有的烟气防腐蚀方法主要有两种：金属换热器表面涂覆耐腐蚀涂层以及运用耐腐蚀材料的换热器。对于金属表面涂覆耐腐蚀涂层的方法，涂层难以完全覆 盖换热器表面，并且涂层易受热应力作用而脱落。对于耐腐蚀材料的换热器，应用较多的是氟塑料换热器，但由于氟塑料难于加工成型且导热系数低，氟塑料换热器传热性能较弱，局限于薄壁细管的形式，在实际应用中存在密封困难、管束不易固定、易堵塞、流动阻力大等问题。 

理想的烟气热回收装置，除了具备良好的耐腐蚀能力外，还应具有优良的传热性能，包括强化烟气侧的传热，减少运行过程中的积灰和结垢所造成的热阻。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防腐抗垢的高效烟气余热回收装置，其特征在于，该换热装置的结构是将翅片管1两侧穿过侧面壳体3的定位孔，翅片管1与侧面壳体3之间通过耐高温橡胶圈4柔性密封，然后将上下壳体2与侧面壳体3连接，形成换热器外壳，在换热器外壳内翅片管1以横排、竖列规则排列；并且在换热器外壳两侧，每横排翅片管中的两根翅片管端头用半圆形弹性耐压弯管5密封连接，形成一排一个通道，最后，将换热器外壳两侧竖直排列的通道口各用一根连通管6连通。 

所述换热器外壳在空间三维方向的尺寸以适应锅炉烟道尺寸而变化，根据烟道尺寸确定XY平面内翅片管1在X方向的长度和翅片管1在Y方向的排数，翅片数量随管长成比例增加，换热器在Z方向的列数根据烟道在Z方向的尺寸以及实际所需换热面积来确定。 

所述换热器外壳内翅片管1排列的排数与列数相等或不等。 

所述多个换热器外壳通过其侧面的法兰孔进行串联，或与锅炉烟道固定。 

所述翅片管的材料是高导热填充型复合材料，复合材料的基材为尼龙、聚烯烃、聚苯硫醚类塑料材料、或者橡胶材料、或者陶瓷材料，在这些基材的内部填充石墨烯、碳纳米管、碳纤维、金属微粒和金属化合物微粒，以提高复合材料的 热导率。 

所述耐高温橡胶圈为工字型结构，卡在侧面壳体3翅片管固定孔内。 

所述翅片管与壳体之间柔性密封、翅片管相互之间采用柔性连接，翅片管可沿管长方向移动1～10mm，提供机械扰动，去除运行中的积灰结垢。 

所述翅片管的翅片间距和翅片管排列为翅片间距在1～15mm之间，翅片管呈顺排或叉排布置，间距为翅片管管径的0.5～3倍。 

本实用新型的有益效果：（1）本防腐蚀抗结垢的复合材料换热装置采用翅片管换热器的形式，管内部流体为水，管外翅片间流体为烟气，解决了烟气余热回收的低温酸露腐蚀问题；（2）本装置所用的复合材料具有高导热性，可以有效传递热量，同时材料使用温度包含室温至200℃，满足烟气热量回收的温度要求，可消除烟气温度波动对翅片管的损害；（3）采用翅片结构强化烟气侧换热，提高热量回收效率；（4）根据燃料种类优化翅片间距和翅片管排列方式，减少运行中积灰结垢；（5）翅片管与壳体之间柔性密封、翅片管相互之间采用柔性连接，翅片管可沿管长方向移动，提供机械扰动，去除运行中的积灰结垢；（6）换热器壳体由可拆卸的模块组成，可根据清洗需要，拆装部分壳体，清洗及更换翅片管单元；（7）换热器整体采用模块化的结构，可以在三个方向上调节尺寸，以满足不同风道尺寸和换热量的要求。 

附图说明